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RASTER-RÖNTGEN-PHOTOELEKTRONEN-SPEKTROSKOPIE (XPS) Die XPS-Technik ist oberflächenempfindlich und dient zur Bestimmung der Oberflächenzusammensetzung, die auf die oberste Schicht von wenigen nm beschränkt ist. Sie basiert auf dem externen photoelektrischen Effekt; die Probe wird mit Röntgenstrahlen bestrahlt, was zur Emission von Photoelektronen führt. Die kinetische Energie der ausgestoßenen Photoelektronen gibt Aufschluss über die elementare Zusammensetzung und den elektronischen Zustand der Oberflächenelemente. Deshalb ist diese Technik auch als Elektronenspektroskopie für die chemische Analyse (ESCA) bekannt. SXPS liefert folgende Informationen: - Quantitative Oberflächenanalyse: elementare Zusammensetzung, chemische Formel und elektronischer Zustand der Elemente - Sekundärelektronenbild ermöglicht die Unterscheidung heterogener Oberflächen - Winkelabhängige XPS-Messung und Tiefenprofilierung der Zusammensetzung möglich Anwendungen: - Analyse von dünnen Schichten und Beschichtungen - Natur von Grenzflächenschichten - Nachweis von Dotierstoffen und Verunreinigungen - Untersuchung von Korrosion Probeanforderungen: - Pulver/Dünnschicht (organisch/anorganisch/Polymer) - Beschaffenheit: leitend, halbleitend, isolierend AUGER-SPEKTROSKOPIE (AES) Bei der AES-Technik wird die Probe mit einem fokussierten Elektronenstrahl bestrahlt, der zum Auswurf eines Elektronen der inneren Schale führt. Die Leerstelle des ausgestoßenen Elektrons wird durch ein Elektron der äußeren Schale aufgefüllt, wobei sekundäre Röntgenstrahlung emittiert wird. Diese sekundäre Röntgenstrahlung mit einer Energie, die der Energiedifferenz zwischen zwei Orbitalen entspricht, führt zum Auswurf eines weiteren Elektronen der äußeren Schale, das als Auger-Elektron bezeichnet wird. Die kinetische Energie des Augerelektrons ist elementspezifisch und hilft bei der Bewertung der Oberflächenzusammensetzung. Der fokussierte Elektronenstrahl ermöglicht die Analyse von ultramikroskopischen Bereichen (5 nm oder weniger). AES bietet eine bessere räumliche Auflösung als XPS, da der Sondenstrahl relativ 100 Mal kleiner ist. Anwendungen: - Analyse von dünnen Schichten und Beschichtungen - Beschaffenheit von Grenzschichten (mit FIB ist es einfach, die Oberfläche und tiefere Schichten gleichzeitig zu untersuchen) - Nachweis von Dotierstoffen und Verunreinigungen - Untersuchung von Korrosion Anforderungen an die Probe: - Pulver/Dünnschicht (organisch/anorganisch/Polymer) - Beschaffenheit: leitend, halbleitend, isolierend

Muster und Strukturen im Nanomaßstab Für die Strukturierung von Oberflächen auf chemischem Wege oder mit Partikeln hat unser Team Zugriff auf viele verschiedene Technologien. Eine Auswahl: Tauchbeschichten oder Tropfengießen mit Slurries, Spritzbeschichten und Ultraschall-Spritzbeschichten, Plasmaspritzen, chemische und elektrochemische Anwendungen etc.

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UV/VIS-SPEKTROMETRIE In UV-VIS Spektroskopie werden die Moleküle mit elektromagnetischen Wellen im Bereich des sichtbaren (visible, VIS) und ultravioletten (UV) Lichts bestrahlt. Dabei werden Valenzelektronen (beispielsweise die p- und d-Orbitalen der äußeren Schalen) angeregt, das heißt, in ein höheres Energieniveau angehoben. Mittels UV-VIS Spektroskopie erhält man Informationen über die absorbierende Wellenlänge des Moleküls, die Struktur und Farbe. Anwendungen: - Die Messung von Transmission, Extinktion, Reflexion sowie Energie von flüssigen und festen Proben - Flüssigkeiten mit Ionen der Übergangmetallen und der Refraktärmetalle - hoch gebundene organische Substanzen - Lösungsmittel - Ionische Flüssigkeiten

AFM - RASTERKRAFTMIKROSKOPIE Mittels Rasterkraftmikroskop kann ein dreidimensionales, digitales Bild einer Probenoberfläche erstellt werden. Eine auf einem Ausleger befestigte Nadel (Cantilever) tastet die Probenoberfläche ab und durch die Messung der Auslenkung mit Hilfe eines Laserstrahls und einer segmentierten Photodiode wird ein dreidimensionales Bild der Oberfläche erzeugt. Die Auflösung kann im Idealfall einige Å betragen, liegt also in der Größenordnung großer Atome. Diese Methode eignet sich auch für elektrisch nicht leitende Substanzen und für Untersuchungen in Flüssigkeiten. Einsatzgebiet: • Dreidimensionale Darstellungen von Oberflächen • Rauhigkeitsanalysen